Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Microbial Fuel Cell (MFC) merupakan salah satu teknologi yang dikembangkan untuk mendapatkan sumber energi baru terbarukan. Namun teknologi ini tergolong mahal, sehingga penelitian pun banyak diarahkan untuk menjadikan teknologi ini lebih efisien, ekonomis dan berkelanjutan. Pada penelitian sebelumnya telah dilakukan uji coba MFC dual chamber dengan substrat air limbah tempe. Namun, disain ini kurang efektif dan efisien disebabkan penggunaan membran yang kurang kompatibel dengan air limbah. Oleh karena itu dikembangkan disain reaktor tunggal yang disebut Single Chamber Microbial Fuel Cell. Penelitian ini difokuskan untuk evaluasi kinerja sistem Single Chamber MFC menggunakan model limbah tempe sebagai inokulum dan substrat pada tahap start-up, serta sebagai sumber inokulum pada studi dengan susbtrat tunggal glukosa. Aspek kajian meliputi kinetika dan efisiensi MFC yang terdiri dari efisiensi Coulomb dan efisiensi energi pada variasi hambatan eksternal. Data eksperimen berhasil dimodelkan menurut persamaan kinetika Monod, dengan konstanta kinetika PMax 0,033 mW/ m2 dan 0,021 mW/m2 serta nilai Ks 124 mg/L dan 64 mg/L untuk hambatan eksternal berturut-turut 100 dan 1000 Ohm. Efisiensi Coulomb tertinggi diperoleh pada hambatan 100 Ohm, sebesar 9,50% untuk proses start-up dan 0,39% dengan substrat tunggal glukosa. Sementara efisiensi energi maksimum sebesar 0,001% pada hambatan 100 Ohm. ......Microbial Fuel Cell (MFC) is a technology developed to obtain new sources of renewable energy. But the technology is quite expensive; so many researches were directed to make this technology more efficient, economical and sustainable. Previous studies have been conducted with dual chamber MFC using tempeh wastewater as substrate. However, this design was less effective and efficient due to the use of membrane that was less compatible with the waste water. Therefore, in this study we developed a single reactor design called Single Chamber Microbial Fuel Cell. This study focused on evaluating the performance of a single chamber MFC using model tempeh waste as inoculum and the substrate for startup stage, as well as the source of inoculum in study with single susbtrat, that was glucose. Aspects of the study include the kinetics and efficiency of MFC, which consists of Coulombic efficiency and energy efficiency on the external resistance variations. Experimental data successfully modeled by Monod kinetics equation, with the kinetic constant PMax 0.033 mW/m2 and 0.021 mW/m2 and Ks value of 124 mg / L and 64 mg / L for external resistances 100 and 1000 Ohm, respectively. The highest value of Coulombic efficiency obtained at 100 Ohm resistance, amounting to 9.50% for the start-up and 0.39% with single substrate glucose. While the maximum energy efficiency of 0.001% at 100 Ohm resistance.

Abstrak :

Pemanfaatan limbah cair tempe yang berpotensi mencemari lingkungan dapat dimanfaatkan sebagai sumber inokulum untuk menghasilkan suatu energi listrik dengan sistem MFC. Penelitian ini menggunakan reaktor tubular single chamber dengan volume 0,5 L dan 5 L. Fokus penelitian ini adalah untuk evaluasi parameter kinetika dan efisiensi sistem, serta pengaruh perningkatan volume reaktor terhadap parameter kinetika dan efisiensi sistem. Glukosa digunakan sebagai substrat dalam mengkaji nilai parameter kinetika sistem MFC. Data hasil percobaan di laboratorium berhasil dimodelkan dengan persamaan Monod. Nilai parameter kinetika untuk sistem MFC dengan volume 0,5 L adalah Pmax 0,032 mW/m2 dan Ks 772,98 mg/L, sedangkan untuk reaktor 5 L nilai Pmax sebesar 1,59 mW/m2 dan Ks 399,97 mg/L. Nilai efisiensi Coulomb pada percobaan startup untuk reaktor 0,5 L sebesar 8,55 % dan 3,5% untuk reaktor 5 L. Sedangkan untuk percobaan dengan substrat glukosa, nilai EC tertinggi untuk reaktor 0,5 L adalah sebesar 0,435% dan 2,84% untuk reaktor 5 L. Nilai efisiensi energi tertinggi pada sistem MFC adalah 0,0152% dengan reaktor 5 L. Secara keseluruhan terjadi peningkatan nilai parameter kinetika dan nilai efisiensi pada peningkatan volume reaktor dari 0,5 L ke 5 L. Peningkatan yang terjadi cukup signifikan, pada parameter Pmax terjadi peningkatan hingga 50 kali lipat.

---

Utilization of liquid waste tempe potential to pollute the environment can be used as a source of inoculum to produce an electrical energy system with MFC. This study uses a single tubular reactor chamber with a volume of 0.5 L and 5 L. The focus of this study was to evaluate the kinetic parameters and system efficiency. Glucose is used as a substrate in assessing the value of kinetic parameters MFC system. Data from experiments in the laboratory successfully modeled with Monod equation. Value of kinetic parameters for the MFC system with a volume of 0.5 L is Pmax 0,032 mW/m2 and Ks 772.98 mg/L, whereas for the 5 L reactor Pmax value of 1.59 mW/m2 and Ks 399.97 mg/L. Coulombic efficiency (CE) value at the start-up experiment for a 0.5 L reactor amounted to 8.55% and 3.5% for reactors 5 L. As for experiments with glucose substrate, the highest CE value of 0.5 L reactor is equal to 0.435% and 2.84% for reactor 5 L. Rated highest energy efficiency in the MFC system is 0.0152% for 5 reactor L. Overall there was an increase the value of kinetic parameters and efficiency on enhanching the reactor volume from 0.5 L to 5 L. The increase was significant, the Pmax parameter increased up to 50 times.

Abstrak :
Sebuah terobosan ide terbaru untuk memproduksi bahan bakar hidrogen adalah dengan memanfaatkan biomassa dalam sistem bioelektrokimia, salah satunya adalah Microbial Electrolysis Cell (MEC). MEC adalah sebuah metode untuk memproduksi gas hidrogen dari material organik. Selain konsumsi energi yang sangat rendah, sistem MEC ini mampu menggunakan limbah lumpur sebagai substrat bagi komunitas bakteri di dalamnya. Upaya yang dapat dilakukan untuk meningkatkan produksi hidrogen adalah dengan mengoperasikan MEC pada jarak antar elektroda yang optimal. Salah satu masalah besar yang senantiasa timbul dalam penggunaan sistem MEC ialah keberadaan metanogen, yaitu bakteri penghasil metana yang dapat menurunkan yield produksi biohidrogen. Kultur bakteri yang digunakan akan divariasikan, yaitu mixed culture dan bakteri gram negatif. Penelitian ini akan menggunakan metode kontrol biologis dengan bioelektroda yang diperkaya bakteri denitrifier untuk menginhibisi pertumbuhan metanogen. Variasi jarak antar elektroda dilakukan untuk menemukan kondisi yang optimal. Komposisi gas headspace reaktor akan diuji menggunakan Gas Chromatography untuk menganalisis kandungan hidrogen dan metana. Penggunaan bakteri mixed culture sebagai kultur bakteri sistem MEC dapat memproduksi hidrogen 96,8% lebih banyak dibandingkan dengan bakteri gram negatif. Penambahan  isolat Pseudomonas stutzeri terbukti dapat menurunkan kadar metana pada sistem MEC sebesar 83,7% dengan. Berkurangnya jarak antar elektroda dari 1 cm ke 0,5 cm dapat meningkatkan kadar hidrogen 65%. ......The latest breakthrough idea for producing hidrogen fuel is by utilizing biomass in bioelectrochemical systems, which is Microbial Electrolysis Cell (MEC). MEC is a method for producing hidrogen gas that is managed from organic materials. In addition to very low energy consumption, the MEC system is able to use sludge waste as a substrate for the bacterial community to be implemented. The rate of hidrogen production with MEC is relatively lower when compared to air fermentation and electrolysis methods. Efforts that can be made to increase hidrogen production are by increasing the MEC at optimal distance between electrodes. One of the major problems that arises from the use of the MEC system is methanogens, the methane-producing bacteria causing loses of biohidrogen production. The bacterial cultures used will be varied, which are  mixed cultures and gram negative bacteria. This study will use biological control methods in bioelectrode forms enriched with denitrifier bacteria to inhibit the growth of methanogens. Variation in the distance between electrodes is done to find the optimal condition. The composition of the reactor chamber gas headspace will be supported by using Gas Chromatography to analyze hydrogen and methane reserves. Using a mixed culture of bacteria as a bacterial culture system MEC can produce hydrogen 96.8% more if compared to gram negative bacteria. The addition of denitrifier isolates was shown to reduce methane levels in the MEC system by 83.7% by using Pseudomonas stutzeri. Reducing the distance between electrodes from 1 cm to 0.5 cm can increase hydrogen levels by 65%.

Abstrak :
Kebutuhan energi listrik di Indonesia yang terus meningkat telah memicu dilakukannya berbagai riset ke arah teknologi inovatif yang lebih efektif, efisien dan ramah lingkungan untuk memproduksi energi listrik. Salah satu teknologi alternatif yang bisa dikembangkan adalah Microbial Fuel Cell (MFC) yang berbasis prinsip bioelektrokimia dengan memanfaatkan mikroorganisme untuk memecah substrat sehingga menghasilkan energi listrik. Pada penelitian kali ini dikaji pengaruh variasi volume limbah yang digunakan dan variasi luas permukaan. Reaktor MFC yang memiliki volume limbah 2000 mL menghasilkan listrik yang lebih tinggi dibandingkan MFC dengan volume limbah 500 mL yaitu sebesar 3,03 mW/m2, namun dengan efisiensi Columbic yang lebih rendah, yaitu 0,14%. Reaktor MFC dengan nilai luas permukaan elektroda tertinggi, yaitu sebesar 92 cm2 menghasilkan densitas daya yang paling tinggi yaitu 0,02 mW/m2, namun dengan efisiensi Columbic yang paling rendah, yaitu 0,07 %, dan pada perhitungan efisiensi Coulombic, konfigurasi paralel pada reaktor MFC mendapatkan nilai yang paling tinggi, yaitu 0,06%. Penggunaan limbah cair industri tempe dapat menghasilkan listrik dalam sistem MFC sekaligus dapat mengurangi kadar COD dalam limbah. Riset lebih lanjut dalam sistem MFC dan pemanfaatan limbah cair industri tempe sebagai substrat dalam sistem MFC dapat mereduksi biaya operasi sistem MFC, sekaligus menjadikan MFC sebagai teknologi penghasil listrik yang ekonomis, ramah lingkungan dan berkelanjutan. ......Electrical energy demand in Indonesia has sparked a growing range of research done in the direction of innovative technologies that are more effective, efficient and environmentally friendly to produce electrical energy. One of the alternative technologies that could be developed is a Microbial Fuel Cell (MFC) based on the principle of bioelectrochemical by utilizing microorganisms to break down the substrate to produce electrical energy. In the present study examined the influence of variations in the volume of waste that is used and variation of the surface area of the electrode. MFC reactor with a volume of 2000 mL has generated higher electricity than the MFC with 500 mL volume, which is 3.03 mW/m2, but with a lower efficiency Columbic, 0.14%. MFC reactors with the highest value of the electrode surface area, which is equal to 92 cm2 produces the highest power density is 0.020 mW/m2, but with the lowest efficiency Coulumbic, namely 0.07%, and in the Coulombic efficiency calculations, a parallel configuration in MFC reactors get the highest value, which is 0.06%. The use of tempe industrial wastewater can produce electricity in the MFC system can simultaneously reduce COD levels in the effluent. Further research in the MFC system and utilization of tempe industrial wastewater as a substrate in MFC system can reduce operating costs of MFC system, as well as making electricity-producing technology that is economical, environmentally friendly and sustainable.